Biochemie und Pathobiochemie: Vitamin K-Stoffwechsel
Der Vitamin K-Zyklus
[Bearbeiten]| ⇓ | Subst. | ( ⇑ ) | Co. | Enzym | EC | EG | Erkr. | |||
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| NAD(P)H/H+ | 
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FAD | NAD(P)H-Dehydrogenase | 1.6.5.2 | Ox | |||||
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γ-Glutamyl-Carboxylase (GGCX) | 6.4.-.- | Lig | VKCFD1 | |||||
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Vitamin-K-Epoxid-Reduktase | 1.1.4.1 | Ox | VKCFD2 | |||||
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Allgemeines
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Vitamin K kommt in zwei Formen vor:
- Phyllochinon (Vitamin K1) - Menadion + Phytylseitenkette. Vorkommen: Pflanzen.
- Menachinon (Vitamin K2) - Menadion + Difarnesylrest mit variabler Anzahl an Isopreneinheiten. Vorkommen: Bakterien.
- Menadion (Vitamin K3) - Synthetisch. Keine medizinische Anwendung.
Vitamin K ist essentiell für die γ-Carboxylierung u.a. der Vorstufen der prokoagulatorischen Gerinnungsfaktoren II (Prothrombin), VII, IX und X sowie des antikoagulatorischen Protein C in der Leber. Diese posttranslationale Modifikation erhöht das Bindungsvermögen für Kalzium, das für die Blutgerinnung essentiell ist.
Klinischer Bezug
[Bearbeiten]Pharmakologie: Die Cumarine Warfarin und Phenprocoumon hemmen die Vitamin-K-Epoxid-Reduktase und dadurch die γ-Carboxylierung. Beeinträchtigt wird davon vor allem das extrinsische Gerinnungssystem. Laborchemisch ist der Quick-Wert erniedrigt bzw. die INR erhöht. Ausnutzen lässt sich dieser Effekt für die Rezidivprophylaxe von Thrombosen und zur Prophylaxe thromboembolischer Ereignisse bei Vorhofflimmern. Die wichtigste Nebenwirkung ist das erhöhte Risiko gefährlicher Blutungen. Der Effekt lässt sich durch die Gabe von Vitamin K antagonisieren, was einige Tage dauert. Vitamin K-reiche Lebensmittel z.B. Kohlgemüse können die Wirksamkeit ebenfalls abschwächen.
Toxikologie: Vergiftungen durch Cumarine (Medikamente oder Rodentizide (Rattengift) auf Cumarin-Basis) werden mit Vitamin K antagonisiert. Da die Neubildung der Gerinnungsfaktoren einige Tage dauert, müssen diese im Notfall auch direkt substituiert werden, z.B. mit dem nicht ganz billigen Blutprodukt PPSB.
Pathobiochemie: Bei der Leberzirrhose und beim akuten Leberversagen kommt es zu einem Abfall des Quicks mit erhöhter Blutungsneigung durch die beeinträchtigte Synthese von Gerinnungsfaktoren.
Beim Morbus haemorrhagicus neonatorum führt ein Vitamin K-Defizit in den ersten Lebenswochen zu Hirnblutungen. Aus diesem Grunde bekommen alle Neugeborenen eine Vitamin K-Prophylaxe im Rahmen der Vorsorgeuntersuchungen U1, U2 und U3.
Literatur
[Bearbeiten]- Silva PJ, Ramos MJ. “Reaction mechanism of the vitamin K-dependent glutamate carboxylase: a computational study”. J Phys Chem B, 111:12883–7, November 2007. DOI:10.1021/jp0738208. PMID 17935315.
Weblinks
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| Allgemeine Hintergrundfarbe für Substrate | Hintergrundfarbe Reaktionspfeile | „Schlüsselenzyme“ | |
| Energiereiche Phosphate Reduktionsäquivalente | CO2 / HCO3− C1-Reste Stickstoff |
Abk.: Tr.: Transkriptionelle Regulation, Tl.: Regulation der Translation, Lok.: Regulation über die Enzymlokalisation, Kov.: Regulation durch kovalente Modifikation, All.: Allosterische Regulation, Koop.: Kooperativer Effekt, Co.: Cofaktoren, EC: Enzymklassifikation, EG: Enzymgruppe (Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase, Ligase), Erkr.: Assoziierte Erkrankungen.
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